【題目】如圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)的原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜。請(qǐng)按要求回答相關(guān)問(wèn)題:
(1)甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)式為________________________。
(2)石墨(C)極的電極反應(yīng)式為_______________________。
(3)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有2.24 L氧氣參加反應(yīng),則乙裝置中鐵極上生成的氣體的體積為________L;丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為________ g。
(4)某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計(jì)電解法制取漂白液或Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)。
若用于制漂白液,a為電池的________極,電解質(zhì)溶液最好用)________________
若用于制Fe(OH)2,使用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液,陽(yáng)極選用________作電極。
【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2Cl--2e-===Cl2↑ 4.48 12.8 負(fù) 飽和氯化鈉溶液(或飽和食鹽水) 鐵
【解析】
燃料電池中,投放燃料的電極是負(fù)極,投放氧化劑的電極是正極。
(1)燃料電池中,負(fù)極上投放燃料,所以投放甲烷的電極是負(fù)極,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電解質(zhì)溶液為堿性,產(chǎn)物為CO32-,電極反應(yīng)式為:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
(2)甲中投放氧化劑的電極是正極,所以乙裝置中石墨電極是陽(yáng)極,陽(yáng)極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑;
(3)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有2.24L氧氣參加反應(yīng),氧氣的物質(zhì)的量是2.24L÷22.4L/mol=0.1mol,則則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×4=0.4mol,乙裝置中鐵電極上氫離子放電生成氫氣,設(shè)生成氫氣的體積為xL;丙裝置中陰極上析出銅,設(shè)析出銅的質(zhì)量為yg,則
2H++2e-=H2↑
2mol 22.4L
0.4mol xL
解得x=4.48L
Cu 2++2e-=Cu
2mol 64g
0.4mol yg
解得y=12.8g;
(4)電解飽和食鹽水時(shí),陰極上析出氫氣,陽(yáng)極上析出氯氣,氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉,次氯酸鈉是漂白液的有效成分,B電極上生成氯氣,氯氣的密度小于溶液的密度,所以生成的氯氣上升,能和氫氧化鈉溶液充分的接反應(yīng)生成次氯酸鈉,所以A極上析出氫氣,即A極是陰極,所以a為電池負(fù)極;若用于制Fe(OH)2,使用硫酸鈉做電解質(zhì)溶液,陰極上氫離子放電生成氫氣,如果陽(yáng)極是惰性電極,陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣得不到氫氧化亞鐵,所以陽(yáng)極上應(yīng)該是鐵失電子生成亞鐵離子,亞鐵離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵。答案為負(fù) 飽和氯化鈉溶液(或飽和食鹽水) 鐵。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖是用于航天飛行器中的一種全天候太陽(yáng)能電化學(xué)電池在光照時(shí)的工作原理。下列說(shuō)法正確的是
A. 該電池與硅太陽(yáng)能電池供電原理相同
B. 光照時(shí),H+由a極室通過(guò)質(zhì)子膜進(jìn)入b極室
C. 光照時(shí),b極反應(yīng)為VO2++2OH--e-=VO2++H2O
D. 夜間無(wú)光照時(shí),a電極流出電子
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在濃度均為3mol·L-1的H2SO4和NaOH溶液各100 mL中,分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)完畢后生成氣體的質(zhì)量比為4∶5,則加入鋁粉的物質(zhì)的量為( )
A.0.125molB.0.25molC.0.5molD.1mol
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下不能實(shí)現(xiàn)的是
A. NH3NOHNO3
B. 濃鹽酸Cl2漂白粉
C. Al2O3AlCl3(aq)無(wú)水AlCl3
D. 葡萄糖C2H5OHCH3CHO
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】COCl2俗名稱作光氣,是有毒氣體。在一定條件下,可發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:COCl2(g) CO(g)+Cl2(g) ΔH<0 下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是
A. 在一定條件下,使用催化劑能加快反應(yīng)速率
B. 當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),恒溫恒壓條件下通入Ar,COCl2的轉(zhuǎn)化率不變
C. 單位時(shí)間內(nèi)生成CO和消耗Cl2的物質(zhì)的量比為1∶1時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D. 平衡時(shí),其他條件不變,升高溫度可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。回答有關(guān)中和反應(yīng)的問(wèn)題:
(1)用0.1molNaOH配成稀溶液與足量稀硝酸反應(yīng),放出_____熱量。
(2)如圖裝置中缺少的一種玻璃儀器是___,碎泡沫塑料的作用____。
(3)若通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定中和熱的ΔH,其結(jié)果常常大于-57.3kJ·mol-1,其原因可能是____。
(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱ΔH會(huì)___(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】黃鉀銨鐵礬[KNH4Fex(SO4)y(OH)z]不溶于水和稀硫酸,制取黃鉀銨鐵礬的示意圖如下:
(1)溶液X是________。
(2)檢驗(yàn)濾液中是否存在K+的操作是________________________。
(3)黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式可通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定:
①稱取一定質(zhì)量的樣品加入稀硝酸充分溶解,將所得溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液A。
②量取25.00 mL溶液A,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過(guò)濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體9.32 g。
③量取25.00 mL溶液A,加入足量NaOH溶液,加熱,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體224 mL,同時(shí)有紅褐色沉淀生成。
④將步驟③所得沉淀過(guò)濾、洗滌、灼燒,最終得固體4.80 g,則黃鉀銨鐵礬的化學(xué)式為______________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】亞硝酰氯(NOC1)的沸點(diǎn)為-5.5℃,具有刺鼻惡臭味,在潮濕空氣中易水解,溶于濃硫酸,是有機(jī)合成中的重要試劑。某同學(xué)用如圖裝置,由NO與干燥純凈的Cl2反應(yīng)制備NOCl。
己知:①Cl2沸點(diǎn)為-34.6℃,NO2Cl沸點(diǎn)為-15℃②2NO+Cl2=2NOC12NO2+Cl2=2NO2Cl
回答下列問(wèn)題:
(1)銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。
(2)圖中實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序?yàn)椋?/span>a→_______。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),先制取氯氣使充滿除A、B、C外的整套裝置,目的是______;裝置中充滿氯氣后,下—步是制取NO,具體操作是______;E中冰鹽水的溫度可低至-22℃,其作用是______。
(4)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可能的不足之處是______(答出一條即可)。
(5)若無(wú)C裝置,則不利于NOCl的制備,主要原因是______(用化學(xué)方程式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鈉,鎂,鋁,鐵四種金屬組成的混合物6 g,與足量的稀硫酸反應(yīng),產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣6.72 L,由此判斷混合物中必含 ( )
A.鈉B.鎂C.鋁D.鐵
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